承载TD业务的PTN网络边缘保护模式

摘 要：随着TD网络的大规模部署，PTN网络将大量承担TD基站的回传业务，PTN网络为NodeB与RNC之间提供可靠的连接。本文介绍PTN的基本原理，并对PTN设备与RNC&NodeB设备对接时采用各种保护方式进行详细的探讨和分析。

关键词：PTN；TD业务；保护模式

中图分类号：TN929

无线技术的发展使越来越多的固定数据业务将移植到移动互联网上，智能终端用户数的巨增，更是推动了移动互联网应用的普及。通过引入HSPA、HSPA+等技术，TD-SCDMA空口的传输速率也有成倍增加，下行速率从R99的384kbit/s到HSPDA的2.8Mbit/s，而TD-LTE的下行速率高达100Mbit/s。

随着业务需求驱动网络向全IP化发展，分组传送网技术（PTN）成为下一代传输网的主流IP承载技术。PTN通过综合IP、MPLS和光传输技术的优势、实现各技术的融合来达到网络扁平化的目的，其基本特征是提供点到点的L2隧道，可以广泛用于城域传送网和宽带接入网的二层汇聚网络、以及3G基站到RNC的基站回传段。

本文重点研究PTN承载TD业务时，PTN网络与RNC&NodeB设备的对接保护方式，为PTN技术实际网络运营提供必要的理论基础。

1 PTN基本原理

PTN是针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计的，以分组业务为核心并支持多业务提供，与SDH/MSTP的核心差别在于交换方式和统计复用能力。

PTN结合了SDH和传统以太网的优点，一方面它继承了SDH传送网开销字节丰富的优点，具有和SDH非常相似的分层模型，具备很强的网络OAM能力，如图1所示；另一方面，它又具备分组的内核，能够实现高效的IP包交换和统计复用。

分组传送网是一个多业务统一承载的综合性平台，兼容CES/TDM业务、以太网业务和ATM业务。

PTN承载ETH业务基于VPN实现。L2VPN就是基于链路层技术实现的VPN。在公共网络上组建的VPN可以跟企业现有的私有网络一样提供安全性、可靠性和可管理性。PTN支持多种形态的以太网业务，提供了完善的L2VPN解决方案。PTN支持的以太网业务主要有三种形态E-Line、E-Lan、E-Tree。

2 PTN与TD设备对接保护方式分析

PTN具有一套完备的自愈保护机制，如图1所示：

图1 PTN网络保护技术

网络边缘保护机制所处网络位置如图2所示：

图2 PTN网络边缘保护机制示意图

2.1 LMSP/APS保护方式

LMSP/APS主要应用于PTN网络与SDH网络/RNC互连时TDM电路的配置，利用LMSP/APS保护提高TDM互连电路的可靠性，根据配置方式可以为1+1或1：1形式。

该模式在现网运用较多，RNC与一台PTN落地设备之间对接的STM-1光通道采用LMSP/APS1+1、1：1或1：N保护方式，现网在用为1+1或1：1方式。RNC与PTN落地设备对接时采用LMSP/APS1+1或1：1保护，当主用通道故障时，业务切换至备用通道。该方式连接较简单，支持厂家较多。将LMSP保护组配置在不同的单板上，可以有效的降低光口失效、单板失效、链路失效风险，但无法避免PTN设备单节点失效风险。

2.2 LAG保护方式

LAG（LinkAggregationGroup：链路聚合组）是指将—组相同速率的物理以太网接口捆绑在一起作为一个逻辑接口（链路聚合组）来增加带宽，并提供链路保护的一种方法。其优势在于增加链路带宽，提高链路可靠性，当一条链路失效时，其他链路将重新对业务进行分担，此外还可实现负载分担，流量分担到聚合组的各条链路上。在无线基站回传业务网络承载中，主要应用于核心PTN设备上联3GRNC设备时的以太网链路配置，利用LAG的保护特性来增强以太网链路的可靠性，LAG保护可以设置跨板的保护和板卡内不同端口的保护，如果LAG的主备端口配置在不同的板卡上，可靠性更高。在设备投资充裕的情况下，建议配置跨板的LAG保护。

以太网LAG保护可以分为负载分担和非负载分担两种方式。

在负载分担模式下，设备会自动将逻辑端口上的流量负载分担到组中的多个物理端口上。当其中一个物理端口发生故障时，故障端口上的流量会自动分担到其他物理端口上。当故障恢复后，流量会重新分配，保证流量在汇聚的各端口之间的负载分担。

在非负载分担模式下，则聚合组只有一条成员链路有流量存在，其它链路则处于备份状态。这实际上提供了一种“热备份”的机制。

LAG的工作方式包括人工聚合、静态聚合和动态聚合：

对于两端设备单子架之间的LAG，在端口和双向链路故障条件下的保护倒换时间应不大于200ms。

该方式为RNC与一台PTN落地设备之间对接的GE光通道采用LAG保护。从聚合方式可分为手工聚合方式、静态聚合方式和动态聚合方式。从负载承担方式可分为负载分担或非负载分担方式，此对接模型在现网运用最多。所有的RNC和PTN厂家均已支持手工聚合方式，静态聚合方式有待验证。PTN动态聚合方式一般用于和数据设备对接，与RNC对接极少采用。RNC与一台PTN落地设备对接，采用LAG保护，当主用通道故障时，业务切换至备用通道，并可根据需要选择主备用通道是否分担业务，主要保护以太网业务。该对接方式较简单，将LAG保护组配置在不同的单板上，可以有效的降低光口失效、单板失效、链路失效风险，但无法避免PTN设备单节点失效风险。

2.3 IMA保护方式

IMA（InverseMultiplexingforATM）技术是将ATM集合信元流分接到多个低速链路上，在远端再将多个低速链路复接在一起恢复成与原来顺序一样的集成信元流，使多个低速链路灵活方便地复用起来。

IMA适用于在E1接口和通道化VC12链路上传送ATM信元，对ATM层和高层信号提供透明传输。主要应用在NodeB的接入。

NodeB与一台PTN接入设备用E1对接时，采用IMA组保护。多个E1链路聚合在一起复用，当一条E1链路故障时，其余E1链路不受影响，基站可以继续工作，仅影响基站带宽流量。在前期的TD建设中基站大量采用IMAE1方式进行接入，在基站侧多个E1组成IMA组，可动态分配带宽，即在不终止一个连接的同时，增加或减少连接的信道数，这就使得在两点间的连接带宽可依据业务流量而动态改变，从而达到节约带宽资源的目的。该模式可有效避免单链路失效引起的掉站风险。

从PTN设备特性来看，其应用于TD基站回传是一种非常适合的选择，而且具有替代MSTP设备的能力，应用前景十分广阔。随着PTN的技术标准的成熟，工程建设的逐步展开，网络的进一步演进，PTN的部分功能还有待于进一步的验证。在PTN承载TD业务时，综合考虑安全性、经济性及技术成熟程度等各方面，按需选择适当的对接保护模式，能有效提高网络运营的可靠性。

参考文献：

[1]刘江浩.PTN技术承载3G基站回传[J].通信世界，2009（15）：6-7.

[2]YD/T2397-2012，分组传送网（PTN）设备技术要求[S].

[3]郭雄飞，张优训.PTN组网的保护技术选择[J].移动通信，2010（24）：32-36.

作者单位：中国海洋石油总公司，北京 100010